超級鐵素體不銹鋼產生于20世紀70~80年代,當時工業發展急需能適應各種水質條件的換熱器材料,尤其是以海水為冷卻介質的電廠表面冷凝器。為此,許多國家開發了高鉻鉬的超級鐵素體不銹鋼,即鉻:>25%、鉬:>2%,其耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能遠優于常規鐵素體不銹鋼,相當于超級奧氏體不銹鋼,其耐點蝕指數PREN(wc+3.3wmo)≥35,最高可達40以上。表9.31為已商業化的超級鐵素體不銹鋼的化學成分。


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  超級鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼按碳、氮含量的不同,可區分為高純(chun)和(he)一般(ban)(ban)純(chun)度(du)兩類(lei)。前者(zhe)碳:≤0.01%、氮:≤0.015%、碳+氮:≤0.01%;后者(zhe)采(cai)用(yong)加入Ti、Nb穩定化措施以防止敏(min)化后耐蝕性降低。高純(chun)超級鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼性能(neng)(neng)好,但生產成本偏(pian)高,除(chu)在特殊情況下一般(ban)(ban)不被采(cai)用(yong);一般(ban)(ban)純(chun)度(du)并加人穩定化元素(su)(su)一類(lei),可采(cai)用(yong)通用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼裝(zhuang)備(bei)進(jin)行生產,其性能(neng)(neng)亦可達到高純(chun)度(du)類(lei)的水平,因此采(cai)用(yong)較多。GB/T 4237-2015和(he)GB/T 3080-2015納入了4個超級鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(見表(biao)9.6)。




  由于電力行業使用鐵素體不銹鋼制作熱交換器和冷凝器用不銹鋼(gang)焊管日益增多,以替代銅材、鈦合金,我國制定了GB/T 30066-2013《熱交換器和冷凝器用鐵素體不銹鋼(gang)焊接(jie)鋼(gang)管》,共列入了23個牌號,其中低鉻類5個、中鉻類6個、高鉻類4個,其余8個為超級鐵素體不銹鋼,超級鐵素體不銹鋼用于氯離子濃度高的海水等介質。外徑不大于60mm、壁厚不大于2.7mm時,鋼管應以冷軋鋼帶為原料,采用不添加填充金屬的自動焊接方法制造。


  GB/T 30066-2013中列人的8個超級鐵素體不銹鋼牌號為008Cr27Mo、022Cr27Ni2Mo4NbTi、022Cr29Mo4NbTi、008Cr30Mo2、019Cr25Mo4Ni4NbTi、008Cr29Mo4、008Cr29Mo4Ni2、012Cr28Ni4Mo2Nb。前面4個牌號亦列入了GB/T 3280-2015,其化學成分見表9.6,但略有差異,主要是對S、P、的要求更為嚴格。其余的4個牌號:019Cr25Mo4Ni4NbTi即瑞典的25Cr-4Mo(Monit)鋼,008Cr29Mo4 即美國的29Cr-4Mo(S44700)鋼,008Cr29Mo4Ni2 即美國的AL29-4-2(S44800)鋼,012Cr28Ni4Mo2Nb即德國的X1CrNiMoNb28-4-2鋼,這些鋼的化學成分見表9.31。


  Cr、Mo復合(he)合(he)金(jin)化是(shi)超級(ji)(ji)鐵素體不(bu)銹鋼的(de)(de)合(he)金(jin)化特點(dian),Strecher于1974年公布的(de)(de)Cr、Mo含量與(yu)鋼的(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕、耐(nai)應力腐蝕之間的(de)(de)關(guan)系曲線,是(shi)超級(ji)(ji)鐵素體不(bu)銹鋼發展的(de)(de)基礎(chu)。為(wei)了能滿(man)足所規定的(de)(de)3種腐蝕條(tiao)件,鐵素體不(bu)銹鋼中(zhong)的(de)(de)Cr、Mo含量需(xu)(xu)恰當配比,當wc在(zai)25%~32%范(fan)圍(wei)內,隨Cr含量的(de)(de)提高(gao),為(wei)滿(man)足對耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)要求,所需(xu)(xu)加入的(de)(de)Mo含量隨之下降。此外(wai),還應考慮Cr、Mo對脆(cui)性(xing)和(he)韌(ren)脆(cui)轉變(bian)(bian)溫(wen)度的(de)(de)影響,過(guo)高(gao)的(de)(de)Cr、Mo含量將(jiang)加劇脆(cui)性(xing)相的(de)(de)析出和(he)升(sheng)高(gao)韌(ren)脆(cui)轉變(bian)(bian)溫(wen)度。因此,超級(ji)(ji)鐵素體不(bu)銹鋼中(zhong)的(de)(de)Cr、Mo均限制(zhi)在(zai)一定范(fan)圍(wei)之內,形(xing)成了25Cr-4Mo、27Cr-4Mo、28Cr-2Mo、29Cr-4Mo、30Cr-2Mo等類(lei)型(xing)的(de)(de)鐵素體不(bu)銹鋼。


  這(zhe)類鋼鉻(ge)、鉬含量高(gao),在600~950℃加熱(re)和停留(liu),極易析出σ、X、Laves等相,嚴重惡化鋼的性能。因此,在高(gao)溫加熱(re)進行熱(re)處理時,保溫后需急冷,焊后也要求快速冷卻。


  鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的韌(ren)脆轉變(bian)溫度過(guo)高是影響其應(ying)用的一(yi)個重要因(yin)素,可以通過(guo)控制C、N含(han)量,熱處理(li)時采(cai)用快速冷卻和(he)減小截面(mian)尺寸予以解決(jue)。